Μια τεράστια έκταση του Ινδικού Ωκεανού βρίσκεται κατά 100 μέτρα χαμηλότερα από το παγκόσμιο μέσο επίπεδο της θάλασσας, εξαιτίας μιας μεγάλης βύθισης στη βαρύτητα της Γης. Οι επιστήμονες πιστεύουν τώρα ότι γνωρίζουν την αιτία
Υπάρχει μια τεράστια “τρύπα” στον Ινδικό Ωκεανό, λένε ερευνητές – αλλά δεν είναι από αυτές που θα μπορούσαν να αποστραγγίσουν το νερό. Αντίθετα, είναι ένας όρος που χρησιμοποιούν οι γεωλόγοι για να περιγράψουν ένα σημείο όπου η βαρύτητα της Γης είναι χαμηλότερη από το μέσο όρο. Και μια νέα μελέτη μπορεί τελικά να αποκάλυψε την προέλευσή της: φαίνεται να προκαλείται από πίδακες λιωμένων πετρωμάτων που αναδύονται βαθιά κάτω από την Αφρική στις άκρες των βυθιζόμενων υπολειμμάτων ενός αρχαίου ωκεάνιου πυθμένα.
Σε ένα ιδανικό σύμπαν, η Γη θα ήταν μια τέλεια σφαίρα και η βαρύτητά της θα ήταν ακριβώς η ίδια σε κάθε σημείο της επιφάνειάς της. Αλλά στην πραγματικότητα, η Γη είναι πιο επίπεδη από μια πραγματική σφαίρα γύρω από το Βόρειο και το Νότιο Πόλο και διογκώνεται κοντά στον ισημερινό. Επιπλέον, διαφορετικές περιοχές ασκούν διαφορετική βαρυτική έλξη ανάλογα με τη μάζα του φλοιού, του μανδύα και του πυρήνα της Γης κάτω από αυτές.
Οι τοπικές μετρήσεις βαρύτητας που λαμβάνονται από επίγειους αισθητήρες και δορυφόρους μπορούν να συνδυαστούν για να δείξουν πώς θα έμοιαζε η επιφάνεια του ωκεανού μόνο από αυτές τις διαφορετικές βαρυτικές έλξεις, χωρίς να λαμβάνονται υπόψη άλλες επιδράσεις, όπως οι άνεμοι και οι παλίρροιες. Αυτό παράγει μια υπερβολική απεικόνιση των βαρυτικών υψηλών και χαμηλών σημείων του πλανήτη μας, που ονομάζεται παγκόσμιο γεωειδές. Ένα από τα πιο διάσημα μοντέλα αυτού του μοντέλου είναι γνωστό ως “πατάτα βαρύτητας του Πότσνταμ” (που πήρε το όνομά του από την κόνδυλο που μοιάζει και από την τοποθεσία του γερμανικού ερευνητικού ινστιτούτου όπου αναπτύχθηκε).
Μια έντονη βύθιση του γεωειδούς κάτω από τον Ινδικό Ωκεανό -το λεγόμενο χαμηλό γεωειδούς του Ινδικού Ωκεανού (IOGL)- είναι η πιο εμφανής βαρυτική ανωμαλία του πλανήτη. Καλύπτει περισσότερα από τρία εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα και έχει κέντρο περίπου 1.200 χιλιόμετρα νοτιοδυτικά του νότιου άκρου της Ινδίας. (Το τεράστιο μέγεθός του, καθώς και το γεγονός ότι ο ωκεανός φαίνεται σχετικά επίπεδος σε κάθε σημείο, σημαίνει ότι το βύθισμα δεν είναι ορατό στην επιφάνεια). Ως αποτέλεσμα της χαμηλής έλξης της βαρύτητας εκεί, σε συνδυασμό με την υψηλότερη βαρυτική έλξη από τις γύρω περιοχές, η στάθμη της θάλασσας του Ινδικού Ωκεανού πάνω από την τρύπα είναι κατά 106 μέτρα χαμηλότερη από τον παγκόσμιο μέσο όρο, λέει ο επικεφαλής συγγραφέας της νέας μελέτης Attreyee Ghosh, γεωφυσικός στο Ινδικό Ινστιτούτο Επιστημών (IISc) στην Μπανγκαλόρη.
Σύμφωνα με τον επικεφαλής συγγραφέα της μελέτης Debanjan Pal, διδακτορικό φοιτητή του IISc, η IOGL ανακαλύφθηκε το 1948 κατά τη διάρκεια μιας έρευνας βαρύτητας με πλοίο από τον Ολλανδό γεωφυσικό Felix Andries Vening Meinesz. Έκτοτε έχει επιβεβαιωθεί από άλλες αποστολές με πλοία και από μετρήσεις από δορυφόρους. Αλλά οι επιστήμονες δεν γνώριζαν γιατί βρισκόταν εκεί.
Για να απαντήσουν σε αυτό το ερώτημα, οι Pal και Ghosh συνέκριναν περισσότερα από δώδεκα υπολογιστικά μοντέλα για το πώς σχηματίστηκε η περιοχή τα τελευταία 140 εκατομμύρια χρόνια, καθώς οι τεκτονικές πλάκες της Γης μετατοπίστηκαν. Κάθε μοντέλο χρησιμοποίησε διαφορετικές μεταβλητές για τη συναγωγή λιωμένου υλικού μέσα στο μανδύα.
Τα αποτελέσματα, που δημοσιεύονται στο Geophysical Research Letters, δείχνουν ότι η IOGL είναι παρούσα λόγω μιας χαρακτηριστικής δομής του μανδύα, σε συνδυασμό με μια παρακείμενη διαταραχή κάτω από την Αφρική που ονομάζεται μεγάλη επαρχία χαμηλής διατμητικής ταχύτητας (LLSVP) και είναι ευρύτερα γνωστή ως “αφρικανική κηλίδα”. “Αυτό που βλέπουμε είναι ότι θερμό, χαμηλής πυκνότητας υλικό που προέρχεται από αυτή την LLSVP κάτω από την Αφρική κάθεται κάτω από τον Ινδικό Ωκεανό και δημιουργεί αυτό το χαμηλό γεωειδές”, λέει ο Ghosh.
Ο Pal εξηγεί ότι η αφρικανική κηλίδα, η οποία προκαλεί σε μεγάλο βαθμό το IOGL, σχηματίζεται πιθανώς από “πλάκες της Τηθύος” βαθιά στον μανδύα. Οι γεωλόγοι πιστεύουν ότι αυτές οι πλάκες είναι αρχαία απομεινάρια του θαλάσσιου πυθμένα από τον ωκεανό της Τηθύος, ο οποίος βρισκόταν μεταξύ των υπερηπείρων της Λαυρασίας και της Γκοντβάνα πριν από περισσότερα από 200 εκατομμύρια χρόνια. Τόσο η Αφρική όσο και η Ινδία αποτελούσαν μέρος της Γκοντβάνα, αλλά η σημερινή Ινδία μετακινήθηκε βόρεια μέσα στον Ωκεανό της Τηθύος -δημιουργώντας πίσω της τον Ινδικό Ωκεανό- πριν από περίπου 120 εκατομμύρια χρόνια. “Οι πίδακες [λιωμένων πετρωμάτων] προκύπτουν όταν καταβυθιζόμενες πλάκες που ανήκουν στον παλιό Ωκεανό της Τηθύος βυθίζονται μέσα στον μανδύα και φτάνουν στο όριο πυρήνα-μανδύα”, λέει ο Pal. “Δείχνουμε επίσης ότι οι περιβάλλουσες δομές του μανδύα παίζουν ρόλο στην εμφάνιση αυτού του χαμηλού, εκτός από αυτά τα πλουμίδια”.
Ο γεωφυσικός Shijie Zhong του Πανεπιστημίου του Κολοράντο Boulder, ο οποίος δεν συμμετείχε στην τελευταία μελέτη, λέει ότι πρόκειται για μια ενδιαφέρουσα και προσεκτική προσπάθεια για την καλύτερη κατανόηση του IOGL. “Μας αρέσει να μιλάμε για τις θετικές ανωμαλίες βαρύτητας, όπως τα superplumes πάνω από την Αφρική και τον Ειρηνικό”, λέει. “Αλλά το χαμηλό γεωειδές στον Ινδικό Ωκεανό είναι μια από τις πιο βαθιές βαρυτικές ανωμαλίες στον πλανήτη μας”.
Ο Pal λέει ότι το χαμηλό γεωειδές πήρε πιθανότατα τη σημερινή του μορφή πριν από περίπου 20 εκατομμύρια χρόνια, όταν τα πλουμ άρχισαν να εξαπλώνονται μέσα στον ανώτερο μανδύα. Και πιθανώς θα διαρκέσει όσο υλικό του μανδύα θα ρέει κατά μήκος του πλουμίου από την αφρικανική κηλίδα -που είναι πιθανό να είναι πολλά ακόμη εκατομμύρια χρόνια. Αλλά μόλις σταματήσουν αυτές οι ροές, θα σταματήσει και το χαμηλό. “Όταν οι θερμοκρασιακές ανωμαλίες που προκαλούν αυτό το χαμηλό γεωειδές μετατοπιστούν από τη σημερινή θέση”, λέει ο Pal, “το χαμηλό γεωειδές θα αρχίσει να διαλύεται”.